[ziesell]

Nachfolger des M3: Das ist Apples überraschender M4

Das neue M4-SoC feiert im iPad Pro Debut. Der Chip hat weit mehr Neuerungen als nur eine neue Nummer zu bieten – ein Überblick.



Mehr oder weniger kurzfristig und ohne große Ankündigung hat Apple den M4-Chip vorgestellt. Es handelt sich dabei eher um eine Evolution des bekannten Apple Silicon, als um eine völlige Neuentwicklung. Das ist auch nicht notwendig, da Apples ARM-Chip weiterhin gut funktioniert und in vielen Bereichen gute Ergebnisse erzielen kann.

Die wohl wichtigste Neuerung des M4 ist die Umstellung auf TSMCs N3E-Verfahren, das seit dem vierten Quartal 2023 beim Taiwaner Chipkonzern in Massenproduktion anläuft. N3E soll vor allem mehr Energieeffizienz gegenüber dem klassischen N3 erreichen. Außerdem ist die Ausbeute der Chips pro Wafer höher.

Apple spart hier Kosten und kann mehr M4-SoCs produzieren lassen. Gleichzeitig bietet N3E eine Leistungssteigerung von etwa 18 Prozent gegenüber dem älteren N5 – womit noch der M1-Chip gefertigt wurde. Ein in N3-gefertigter Chip, das Verfahren für den M2 und M3, ist etwa zehn bis 15 Prozent schneller als N5. In Zahlen bedeutet das zudem: Auf einen M4 passen 28 Milliarden Transistoren – eine 12-Prozent-Steigerung zu den 25 Milliarden Transistoren des M3.



Mehr Kerne und mehr Leistung

Laut TSMC ist N3E nicht das Ende des 3-Nanometer-Prozesses. Eine nächste Ausbaustufe könnte etwa N3P werden, welches noch einmal mehr Transistoren auf dem Chip unterbringt und so noch einmal fünf Prozent mehr Leistung und eine etwa fünf bis zehn Prozent bessere Energieeffizienz erreichen soll (via Anandtech).

Apple bringt auf dem M4 mehr Kerne unter. Die vier Performance- und vier Efficiency-Cores des M3 werden um zwei weitere Efficiency-Cores erweitert. Dadurch können geringfügige Leistungsverbesserungen erwartet werden, wenn der Chip wirklich alle Kerne ausnutzen muss. Auch lässt sich Multitasking etwas besser bewältigen. Für leistungsintensive Anwendungen sind es aber meist die P-Cores, die den größten Anteil der Berechnungen durchführen. Kombiniert mit der gestiegenen Transistorzahl dürfte der M4 generell etwas schneller arbeiten.

Um das neue zweifach gestapelte OLED-Display – Apple nennt dieses System Tandem OLED – unterstützen zu können, hat der Apple M4 eine weiterentwickelte Display-Engine integriert. Hier werden einmal mehr dynamische Bildfrequenzen zwischen 10 und 120 Hz unterstützt, je nach angezeigten Inhalten. Laut Apple soll sich zudem die Farbgenauigkeit, einheitliche Ausleuchtung und Präzision eines angeschlossenen Panels verbessern.

Für die Bildberechnungen sorgt die GPU des M4, die im Vollausbau weiterhin mit zehn GPU-Kernen auskommt. Sie basiert auf der Architektur des M3 und bietet ebenfalls einige GPU-Features wie Hardware-beschleunigtes Raytracing. Basierend auf den technischen Daten hat der M4 hier also keine merklichen Vorteile.

Merklich schnellerer Speicher

Die kommen allerdings durch die verbesserte Speicherbandbreite. Der M4 unterstützt maximal 120 GByte/s an Daten – ein Anstieg von 20 Prozent gegenüber den 100 GByte/s des M3-Chips. Da der M4 wie andere Apple-Silicon-SoCs auf ein Shared-Memory-Konzept setzt, profitieren sowohl CPU- als auch GPU-Teil vom schnelleren Speicher. In der Praxis könnte sich das in mehr Frames in Spielen und schnelleren Berechnungen bei KI-gestützten Anwendungen zeigen.

Apropos KI: Hier stellt Apple weiterhin einen dedizierten Co-Prozessor bereit, die Neural Engine. Die wird weiterhin mit 16 Kernen ausgestattet, soll aber nun maximal 38 statt bisher 16 Teraops an Leistung bringen – allerdings auf die Int8-Performance gemessen. Bei der Ankündigung hat der Konzern die NPU (Neural Processing Unit) besonders hervorgehoben, um Konkurrenten wie Microsoft entgegenzutreten. Es ist mittlerweile kein Geheimnis mehr, dass Microsoft mit Windows 11 und sogenannten KI-PCs eine neue Art der Geräte einführen will. Ein mit dem M4 ausgestattetes Tablet oder Notebook soll dem nicht nachstehen.

Aktuell wird der M4 allerdings nur im neuen iPad Pro angeboten, während Macbooks weiterhin mit dem älteren (nur sechs Monate alten) M3 auskommen. Möglicherweise wird der Konzern den WWDC 2024 in einigen Wochen nutzen, um weitere Macs mit dem neuen Chip vorzustellen. Das modulare System von Apple Silicon würde theoretisch auch wieder Ausbaustufen wie einen M4 Pro und M4 Max erlauben.

Ob es einen M4 Ultra geben wird, ist ungewiss. Diese Version, die zwei Max-Chips auf einem SoC verbindet, wurde beim M3 übersprungen. Auf der anderen Seite hat Apple den Release des M4 auch ungewöhnlich weit nach vorn geschoben – möglicherweise als Antwort auf die aktuell recht vielversprechenden und bald erscheinenden ARM-Chips von Qualcomm und Microsoft.

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